JP2011111954A - Fastening structure between cylinder block and cylinder head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用等のエンジンにおけるシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造に関し、詳しくは、燃焼室の側周まわりの冷却水通路を相互間に形成するシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造に関する。 The present invention relates to a fastening structure between a cylinder block and a cylinder head in an engine for automobiles and the like, and more particularly, to a fastening structure between a cylinder block and a cylinder head that form a cooling water passage around a side periphery of a combustion chamber. .
このようなシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造は、下記特許文献1などで知られている。この特許文献1は、燃焼室上部に位置する冷却水通路を持ったシリンダヘッドとシリンダブロックとの間でガスケットを介し連通し合う燃焼室の側周まわりの冷却水通路を形成した状態でボルト締結する技術を開示している。
Such a fastening structure between the cylinder block and the cylinder head is known from
特許文献1はシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造につき具体的な開示をしていないが、本出願人は、図4に示すようなシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造を従来から採用している。具体的には、燃焼室a上の上部冷却水通路bを形成したシリンダヘッドcと、シリンダブロックdとの燃焼室aから外まわり側方に延びるフランジ壁c1、d1間に燃焼室a側周まわりの側部冷却水通路eを形成し、この側部冷却水通路eの外まわりでフランジ壁c1、d1をボルトfにより締結してシリンダヘッドc、シリンダブロックd双方を結合している。また、このような締結構造では、シリンダブロックd、シリンダヘッドc間にガスケット介在の有無に関係なく、締結構造ボルトfによる締結軸力が側部冷却水通路eの外回りのフランジ壁c1、d1間のシール部gにはおよびやすいが、側部冷却水通路eの内回り、つまり燃焼室aに合わせ目が望むシール部hには及び難いことに対し、シリンダヘッドcのフランジ壁c1の厚みtを増大することで、シール部hにも締結軸力を十分に及ぼし必要なシールが確保できるようにしている。
Although
しかし、本出願人が実施している図4に示すようなシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造は、フランジ壁c1が形成する上部冷却水通路b、側部冷却水通路e間の隔壁iの厚みtの増大をもたらし、これが燃焼室aの上部冷却水通路b、側部冷却水通路eとの対向面域を狭めることと、隔壁iが厚みtの増大に比例して蓄熱量も増大することとで、燃焼室の特に上部まわりの冷却効果を低下させるので、ノッキング発生の原因になり、燃費低下の問題ともなる。 However, the fastening structure between the cylinder block and the cylinder head as shown in FIG. 4 implemented by the present applicant is that the partition wall i between the upper cooling water passage b and the side cooling water passage e formed by the flange wall c1. This increases the thickness t, which narrows the area of the combustion chamber a facing the upper cooling water passage b and the side cooling water passage e, and the partition wall i increases the amount of heat stored in proportion to the increase in the thickness t. As a result, the cooling effect, particularly around the upper part of the combustion chamber, is reduced, causing knocking and also a problem of lowering fuel consumption.
本発明は、このような問題に鑑み、燃焼室まわりの側部冷却水通路と上部冷却水通路とを仕切るシリンダヘッドの隔壁の厚みを抑えて、しかも、隔壁によりシリンダブロックおよびシリンダヘッドを締結するボルトの締結軸力が側部冷却水通路と燃焼室間のシリンダブロックおよびシリンダヘッド間シール部に十分に伝達できるシリンダブロック、シリンダヘッド間締結構造を提供することを課題としている。 In view of such a problem, the present invention suppresses the thickness of the partition wall of the cylinder head that partitions the side cooling water passage and the upper cooling water passage around the combustion chamber, and fastens the cylinder block and the cylinder head by the partition wall. It is an object of the present invention to provide a cylinder block and cylinder head fastening structure that can sufficiently transmit the bolt fastening axial force to the cylinder block between the side cooling water passage and the combustion chamber and the cylinder head seal portion.
上記課題を解決するために、本発明のシリンダブロック、シリンダヘッド間締結構造は、燃焼室上の上部冷却水通路を形成したシリンダヘッドと、シリンダブロックとの間に燃焼室側周まわりの側部冷却水通路を形成し、この側部冷却水通路の外まわりでシリンダブロック、シリンダヘッド間をボルトにより締結するシリンダブロック、シリンダヘッド間締結構造であって、シリンダヘッドの上部冷却水通路、側部冷却水通路間の隔壁を、シリンダヘッドのボルト締結座と、冷却水通路と燃焼室との間のシリンダブロックおよびシリンダヘッド間シール部と、の間で突っ張り、シリンダブロック、シリンダヘッド間を締結するボルトの締結軸力を前記シール部に伝達する突っ張り形態としたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the cylinder block / cylinder head fastening structure according to the present invention has a side portion around the combustion chamber side circumference between the cylinder head and the cylinder block in which an upper cooling water passage is formed on the combustion chamber. A cooling water passage is formed, and a cylinder block and a cylinder head are fastened with bolts between the cylinder block and the cylinder head around the outside of the side cooling water passage. The partition wall between the water passages is stretched between the bolt fastening seat of the cylinder head and the cylinder block between the cooling water passage and the combustion chamber and the seal between the cylinder heads, and the bolt that fastens between the cylinder block and the cylinder head. This is characterized in that the fastening axial force is transmitted to the seal portion.
このような構成では、シリンダヘッドとシリンダブロックとを、それらの間に形成した燃焼室側周まわりの側部冷却水通路の外まわりでボルトにより締結するのに、側部冷却水通路とシリンダヘッドが形成する燃焼室上の上部冷却水通路との間を仕切るシリンダヘッドの隔壁が、シリンダヘッドのボルト締結座と、側部冷却水通路と燃焼室との間のシリンダヘッドおよびシリンダブロック間シール部と、の間での突っ張り形態によって、ボルトの締結軸力を側部冷却水通路と燃焼室との間のシリンダブロックおよびシリンダヘッド間シール部に、撓みを生じることなく伝達することができる。 In such a configuration, the cylinder head and the cylinder block are fastened by bolts around the outer side of the side cooling water passage around the combustion chamber side circumference formed between them. A partition wall of the cylinder head that partitions the upper cooling water passage on the combustion chamber to be formed includes a bolt fastening seat of the cylinder head, a cylinder head and a cylinder block seal portion between the side cooling water passage and the combustion chamber, , The fastening axial force of the bolt can be transmitted to the cylinder block between the side cooling water passage and the combustion chamber and the seal portion between the cylinder heads without bending.
本発明のシリンダブロック、シリンダヘッド間締結構造によれば、シリンダヘッドとシリンダブロックとを、それらの間に形成した燃焼室側周まわりの側部冷却水通路の外まわりで締結するボルトの軸力が、シリンダヘッドの側部冷却水通路と上部冷却水通路との間の隔壁による、シリンダヘッドのボルト締結座と、冷却水通路と燃焼室との間のシリンダヘッドおよびシリンダブロック間シール部と、の間で突っ張り作用にて、側部冷却水通路と燃焼室との間のシリンダブロックおよびシリンダヘッド間シール部に、撓みによる逃げなく確実に伝達される。従って、隔壁は伝達する軸力に対する座屈強度を確保できればよく、隔壁部を薄肉化して、軽量化に貢献し、かつ熱容量を下げ、燃焼室の上部冷却水通路および側部冷却室との対向域を増大させて、燃焼室の上部まわりの冷却効果を高められる。この冷却効果向上の結果、ノッキングを防止し、ノッキングによる燃費の低下を抑制することができる。 According to the fastening structure between the cylinder block and the cylinder head of the present invention, the axial force of the bolt that fastens the cylinder head and the cylinder block around the outer periphery of the side cooling water passage around the combustion chamber side circumference formed between them. The cylinder head bolt fastening seat by the partition wall between the side cooling water passage and the upper cooling water passage of the cylinder head, and the cylinder head and cylinder block seal portion between the cooling water passage and the combustion chamber. By the tension action, the cylinder block and the cylinder head seal portion between the side cooling water passage and the combustion chamber are reliably transmitted without escape due to bending. Therefore, the partition wall only needs to secure a buckling strength against the transmitted axial force, and the partition wall portion is thinned, contributing to weight reduction, reducing the heat capacity, and facing the upper cooling water passage and the side cooling chamber of the combustion chamber. The area can be increased to increase the cooling effect around the top of the combustion chamber. As a result of this cooling effect improvement, knocking can be prevented and fuel consumption reduction due to knocking can be suppressed.
本実施の形態に係る本実施の形態に係るシリンダブロック、シリンダヘッド間締結構造の具体例について、図1〜図3を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。 Specific examples of the cylinder block and cylinder head fastening structure according to the present embodiment according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 to provide an understanding of the present invention.
本実施の形態のシリンダブロック、シリンダヘッド間締結構造は、図1、図2に示す例、図3に示す例のように、シリンダボア1の上部に形成される燃焼室1上の上部冷却水通路2を形成したシリンダヘッド3と、シリンダボア10を持ったシリンダブロック4との間に燃焼室1側周まわりの側部冷却水通路5を形成し、この側部冷却水通路5の外まわりでシリンダブロック4、シリンダヘッド3間をボルト6により締結する従来構造を踏襲した基本構造を有している。そして、これの改良構造として、特に、シリンダヘッド3の上部冷却水通路2、側部冷却水通路5間を仕切っている隔壁7を、シリンダヘッド3のボルト締結座8と、側部冷却水通路5と燃焼室1との間のシリンダブロック4およびシリンダヘッド3間のシール部9と、の間で突っ張り、シリンダブロック4、シリンダヘッド3間を締結するボルト6の締結軸力を、前記シール部9に伝達する突っ張り形態としている。
The cylinder block / cylinder head fastening structure of the present embodiment has an upper cooling water passage on the
これにより、シリンダヘッド3とシリンダブロック4とを、それらの間に形成した燃焼室1側周まわりの側部冷却水通路5の外まわりでボルト7により軸線上締結力Fにて締結し、この締結位置の近傍となる側部冷却水通路5の外側のシリンダヘッド3、シリンダブロック4間でのシール部11のシール圧を確保できるのは勿論、側部冷却水通路5とシリンダヘッド3が形成する燃焼室1上の上部冷却水通路2との間のシリンダヘッド3の隔壁7が、シリンダヘッド3のボルト締結座8と、冷却水通路と燃焼室との間のシリンダヘッド3およびシリンダブロック4間のシール部9と、の間で突っ張り形態をなして、ボルト6の締結軸力Fを側部冷却水通路5と燃焼室1との間のシリンダブロック3およびシリンダヘッド4間のシール部9に、撓みによる逃げなく伝達することができる。
As a result, the
このように、本実施の形態によれば、シリンダヘッド3とシリンダブロック4とを、それらの間に形成した燃焼室1側周まわりの側部冷却水通路5の外まわりで締結するボルト6の締結軸力Fが、シリンダヘッド3の側部冷却水通路5と上部冷却水通路2とを仕切る隔壁7による、シリンダヘッドのボルト締結座と、冷却水通路と燃焼室との間のシリンダヘッドおよびシリンダブロック間シール部と、の間での突っ張り作用にて、側部冷却水通路5と燃焼室1との間のシリンダブロック3およびシリンダヘッド4間のシール部9に、撓みによる逃げなく確実に伝達される。従って、隔壁7は伝達する締結軸力F1に対する座屈強度を確保できればよく、隔壁7部を薄肉化して、軽量化に貢献し、かつ熱容量を下げ、燃焼室1の上部冷却水通路2および側部冷却室5との対向域を増大させて、燃焼室1の特に上部まわりの冷却効果を高められる。この冷却効果向上の結果、ノッキング発生を防止し、ノッキングにより燃費が低下するのを抑制できる。
Thus, according to the present embodiment, the
隔壁7の薄型化は図に示すように厚みTをシリンダヘッド3が形成する燃焼室1の天井壁の厚みよりも小さくしてよい。この結果、シリンダヘッド3の隔壁7が燃焼室1の天井壁にシール部9で繋がる部分の厚みT1が従来に比して特に薄くなるので、蓄熱防止、燃焼室1上部まわりの側部冷却水通路2および上部側部冷却水通路5との対向域拡大による冷却効果向上に有利である。
As shown in the figure, the partition wall 7 may be made thinner by making the thickness T smaller than the thickness of the ceiling wall of the
ここで、締結軸力Fの側部冷却水通路5と燃焼室1との間のシリンダブロック3およびシリンダヘッド4間のシール部9への伝達力は、図1に示す締結軸力Fの分力F1として隔壁7が突っ張る方向に働く。
Here, the transmission force of the fastening axial force F to the seal portion 9 between the
これを踏まえ、図1、図2の例では、隔壁7は締結軸力F1が働く2点A、B間でストレートな突っ張り形態として座屈変形に対向するようにしている。 Based on this, in the example of FIGS. 1 and 2, the partition wall 7 faces the buckling deformation as a straight tension form between the two points A and B where the fastening axial force F1 works.
これに対し、図3に示す例は、2点A、B間で側部冷却水通路5側に凸のアーチ型に湾曲させて上部冷却水通路2の通路断面積を大きくするようにしてある。しかしアーチ型に湾曲させると締結軸力F1に対する座屈強度が低下するので、湾曲させた部分に図示するように締結軸力F1が働く方向に平行な補強リブ12を形成してある。補強リブ12は隔壁7のボリュームをアップさせる原因になるが、隔壁7の厚みTをさらに薄くできるのでほぼ相殺できる。隔壁7の湾曲の向きは上部冷却水通路2側に凸であってもよい。
On the other hand, in the example shown in FIG. 3, the passage cross-sectional area of the upper
なお、側部冷却水通路5は、各シリンダボア10の燃焼室1の外回りに隣接するもの同士が燃焼室1間で繋がった、いわばメガネ形態をなすように形成されるもので、隔壁7はそのメガネ形態に沿って図2に示すように連続するもので、図2にボルト通し孔21、ボルトねじ合わせ穴22で示すボルト6による締結箇所の間でも、締結軸力F1をシール部9に伝達する作用をする。ここで、隔壁7がなす周壁の連続方向に波を打った形状にすることで座屈強度を高めることもできる。
The side
本発明は、エンジンのシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造に実用でき、燃焼室の側周まわりの冷却水通路と燃焼室上部の冷却水通路とを仕切るシリンダヘッドの隔壁の厚みを抑えて、しかも、この隔壁によってシリンダブロック、シリンダヘッド間のボルトの締結軸力を、側部冷却水通路と燃焼室間の、シリンダブロックおよびシリンダヘッド間シール部に十分に伝達できる。 The present invention can be practically used in a fastening structure between an engine cylinder block and a cylinder head, and suppresses the thickness of the partition wall of the cylinder head that partitions the cooling water passage around the side periphery of the combustion chamber and the cooling water passage above the combustion chamber, Moreover, the partitioning force of the bolt between the cylinder block and the cylinder head can be sufficiently transmitted to the cylinder block and the cylinder head seal portion between the side cooling water passage and the combustion chamber.
1 燃焼室
2 上部冷却水通路
3 シリンダヘッド
4 シリンダブロック
5 側部冷却水通路
6 ボルト
7 隔壁
8 ボルト締結座
9、11 シール部
12 補強リブ
Claims (1)
シリンダヘッドの上部冷却水通路、側部冷却水通路間の隔壁を、シリンダヘッドのボルト締結座と、冷却水通路と燃焼室との間のシリンダブロックおよびシリンダヘッド間シール部と、の間で突っ張り、シリンダブロック、シリンダヘッド間を締結するボルトの締結軸力を前記シール部に伝達する突っ張り形態としたことを特徴とするシリンダブロック、シリンダヘッド間の締結構造。 A side cooling water passage around the combustion chamber side circumference is formed between the cylinder head formed with the upper cooling water passage on the combustion chamber and the cylinder block, and the cylinder block and cylinder head are formed outside the side cooling water passage. It is a cylinder block and a cylinder head fastening structure that are fastened with bolts,
Stretch the partition between the upper coolant passage and the side coolant passage of the cylinder head between the bolt fastening seat of the cylinder head and the cylinder block between the coolant passage and the combustion chamber and the seal between the cylinder heads. A fastening structure between the cylinder block and the cylinder head, wherein the fastening force is such that a fastening axial force of a bolt that fastens the cylinder block and the cylinder head is transmitted to the seal portion.
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